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非接触式と接触式の幾何形状測定について
- 部品などの三次元的な幾何形状を測定するには、非接触式と接触式があります。
- 非接触式の測定では、レーザーや画像を使用しており、波長による測定精度の問題や反射しない物体の測定制約があります。
- 一方、接触式の測定ではノギスなどを使用し、形状が変化する可能性があるという問題があります。
- starground
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質問者が選んだベストアンサー
ＣＭＭ(Coordinate Measuring Machine)は、そのまま「座標測定機」という意味なので、測定値を座標で出力する装置は皆ＣＭＭということになりますね。 ＞現在では非接触式のものでもナノメートルオーダでの測定が可能 というのは、実現された技術なのでしょうか？ ホログラムのようにレーザで干渉縞を作り、その縞からコンピュータで形状を計算する技術はありますが、ナノメートルとなると原子間力顕微鏡のように、ピエゾの変形で物体をなぞるしか思い当たりません。（ちなみに原子間力顕微鏡は、測定範囲が小さいので小さい装置です） μｍオーダなら顕微鏡測定との比較で校正できますが、ナノメートルオーダではどうなるかわかりません。 離れたところにある基準点からでなく、ごく近くの点からの相対的な測定になると思いますが。
その他の回答 (3)
- tocoche
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測定対象が部品であれば、必要な測定精度は数μｍ程度なのでは？ ならば波長の影響なく（もちろん部品表面が回折を起こさない、普通に乱反射するといった条件が必要ですが）レーザでも充分に計測できます。 ・機械的精度の調整の必要がなく、測定器の耐久性が高い。 多くのレーザ測定器はレーザをスキャンさせ反射を１眼でとらえて三角測量をしますが、これはスキャナの機械的精度に影響を受けるので、２眼でとらえるものがあります。 ２眼にすれば機械的精度に影響を受けることなく、わずかなキャリブレーションだけで高精度の測定が可能となります。 ・計測速度が高い。 レーザをスキャンさせて反射を取り込むだけなので、秒速１００万ポイントもの高速な計測が可能です。 ＳＦ映画のメーキングで人形などをレーザでゆっくりなぞっていく手法が紹介されますが、計測するだけなら動き回る人間をリアルタイムに取り込むこともできます。 ただ計測しても対応点を自動的に検出し、つなげて形状を認識する技術がないので実用化していません。（測定器は作ったんですけど、ソフトの開発費がハードの１００倍もかかるんで、開発中止となりました。 ソフトにとっては画像処理のほうが有利らしい） ・測定範囲が狭い？ 三角測量方式では精度を高くしようとすると、対象物までの距離に対し２眼間の距離を大きくとる必要があります。 よって装置が大きくなるか、近づきすぎて測定範囲が狭くなるという欠点があります。 フライング（空間伝搬遅延計測）を使えば、距離に関わらず精度は一定ですが、時間分解能が１ｐｓでも光は０．３ｍｍも進んでしまうので、数１００ｍといった広い範囲を計測する用途になります。
補足
tocoche さん、詳しい回答誠にありがとうございます。 接触と非接触について大変参考になりました。 ところで、下で回答してくださった方に、更に質問して みたのですが、回答がないので、tocoche さんに何かア ドバイスして頂けたらと思い、同じ事を書きます。 今回色々と web で検索していて分かったことなんです が、三次元測定機（CMM）というのがあり、これには接触式や非 接触式のものがあるそうですが、現在では非接触式のものでも ナノメートルオーダでの測定が可能と書いてありましたが、この 測定機も非常に大きなものである、と考えてよろしいのでしょう か。 また、CMMにて測定を行なった場合、その精度の評価とは一体どの ようにして行なったら良いのでしょうか。私は実は機械系なんです が、どちらかというと専門が情報や電気よりなのでこの手のことに ついての知識がまったくありません。 CMMのような複雑な測定機を用いた場合ですと、校正などもしっかり しなくては高精度な計測などできないような気もするのですが、 tocoche さんはこのことについては何かご存知でしょうか。 もし、ご存知なのでしたらアドバイスして頂けると幸いです。
- atoritaiti
- ベストアンサー率28% (546/1934)
stargroundさん こんにちは。 おおむね合っていると思いますが 話しが長くなりますので下記参照下さい。 http://www.keyence.co.jp/ http://www.mitutoyo.co.jp/
- tak2006
- ベストアンサー率23% (17/71)
対象物が接触による変形や接触による移動がない場合は接触式の方が、精度良く測定することができます。 非接触式には対象物に触れることのできない場合に用いられます。 一般には、非接触式は高精度を求めようとすると装置の規模が大きくなると思います。
お礼
tak2006さんありがとうございます。 基本的に接触式による測定の方が高精度だが、場合によっては 測定による変形や移動を生じてしまう場合があり、それを避ける ために非接触がある。 非接触式の一番の問題点は計測の"精度"ということだが、現在で は、装置の規模を大きくしなくてはその実現は困難である。 といった感じで理解して大丈夫なんでしょうか。 ちなみに、今回色々と web で検索していて分かったことなんです が、三次元測定機（CMM）というのがあり、これには接触式や非 接触式のものがあるそうですが、現在では非接触式のものでも ナノメートルオーダでの測定が可能と書いてありましたが、この 測定機も非常に大きなものである、と考えてよろしいのでしょう か。 また、精度の評価とは一体どのようにして行なったら良いので しょうか。
補足
tocoche さん、毎回詳しく教えていただき誠にありがとうございます。 どうやら私が勘違いしていたようでした、申し訳ありません・・・。 ですが、CMMにて三次元測定を行うとき、トレーサビリティはどのよう にして考慮したらいいのでしょうか。 トレーサビリティとCMMがどうにもこうにも私の中では結びつかないた め、たびたびですが質問させていただくことにしました。 どうぞよろしくお願いいたします。